Transcriptomics and cancer: beyond messenger RNA

Gli RNA non codificanti (ncRNA) possono contribuire all’alterazione delle funzioni biologiche in cellule normali, favorendo la progressione del fenotipo tumorale. Tra questi, microRNA e regioni ultra-conservate trascritte (T-UCRs), una nuova classe di long non coding RNAs, possono entrambi agire da regolatori dell’espressione dei geni coinvolti nella carcinogenesi. Per lungo tempo gli RNA circolari (circRNA) sono stati considerati membri della famiglia degli RNA non codificanti. Nell’ultimo decennio, diversi studi si sono focalizzati sulla valutazione del potenziale codificante dei circRNA. Il ruolo dei ncRNA e circRNA nei diversi tumori dell’uomo e i meccanismi molecolari in cui essi sono coinvolti sono ancora oggetto di discussione. Abbiamo investigato sulla rete di ncRNA nel cancro dell’uomo attraverso un approccio in silico e in vitro. In particolare sono stati approfonditi i seguenti temi: i) il potenziale codificante dei circRNA (valutato in termini di novità in struttura primaria e/o composizione in domini) e la loro espressione differenziale in un dataset di pan-cancer; ii) il ruolo di una serie di T-UCRs, espressi in maniera mutualmente esclusiva rispetto al miR-221, nel circuito del ciclo cellulare in linee di cancro al seno; iii) il network molecolare composto da ncRNA e i loro target nel tumore al seno; iv) il network molecolare di miRNA e i loro target nel contesto della resistenza farmacologica nel tumore al colon retto. Questi studi contribuiscono a chiarire l’influenza dei ncRNA e circRNA sui vari processi tumorali nell’uomo e potrebbero anche offrire degli spunti per applicazioni cliniche.

Non-coding RNAs (ncRNAs) can contribute to the alteration of biological functions in normal cells, leading to progression and malignant phenotype in cancer. Among them, microRNAs and Transcribed-ultraconserved regions (T-UCRs), a novel class of long non coding RNAs transcribed from ultraconserved regions (UCRs), can both act as key regulators of cancer gene expression. Circular RNAs (circRNAs) have been generally considered as members of the non-coding RNA family. In the last decade, an increasing number of studies focused on the evaluation of the coding potential of circRNAs. The role of ncRNAs and circRNAs in human cancer and the molecular mechanisms in which they are involved are under scrutiny. We decided to explore the cobweb of non-coding RNAs in human cancer by using in silico and in vitro approaches. In particular we focused our attention on the following themes: i) the coding potential of cancer circRNAs (evaluated in terms of novel primary structure and/or domain composition) and their differential expression in a pan-cancer dataset ii) the role of a set of T-UCRs, mutually exclusive with miR-221 expression, in the cell cycle circuitry of breast cancer cell lines; iii) the molecular network composed by non-coding RNA and their targets in breast cancer; iv) the molecular network of miRNA and their targets in the drug-resistance of colon carcinoma. These studies contribute to clarify the influence of non-coding regulators and circRNAs on various human cancer processes and might also offer hints to guide clinical applications.